ارزیابی سیاست‌های توسعه و بهبود سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار و سطحی با استفاده از مدل‌سازی پویایی سیستم؛ مطالعه موردی حوضه آبریز ارس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی آبیاری و زهکشی، گروه آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 . استاد گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشگاه تهران

3 یار گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

چکیده

با توجه به رشد جمعیت و محدودیت بیشتر منابع آب حوضه‌های مرزی در آینده، برنامه‌ریزی و اقدامات مدیریتی برای مقابله با ایجاد بحران آب از ضروریات مهم می­باشد. هدف از این پژوهش بررسی اثر سیاست­های توسعه و بهبود سامانه‌های آبیاری تحت‌فشار و اصلاح مدیریت سیستم­های آبیاری سطحی بر پایداری کشاورزی و منابع آب حوضه آبریز ارس بود. بدین منظور با استفاده از روش پویایی سیستم، مدل مدیریت یکپارچه منابع آب حوضه آبریز ارس با لحاظ جنبه­های اقتصادی و زیست­محیطی تدوین شد و سیاست­های مذکور در قالب چند سناریو مورد بررسی و تحلیل قرار گرفتند. نتایج حاصل از ارزیابی سیاست­های مذکور نشان داد، توسعه سالانه 4000 هکتار سامانه­های آبیاری تحت فشار بدون توجه به بحث بهبود راندمان کاربرد آب در این سیستم­ها، تنها 5/2 درصد می­تواند سبب ارتقای راندمان حوضه ارس تا افق 1420 گردد. تاثیر سناریوهای اصلاح مدیریت آبیاری سطحی بر منابع آب حوضه ارس بیشتر از سناریوهای توسعه آبیاری تحت فشار بود به طوری که اگر بتوان راندمان کاربرد آبیاری سطحی در حوضه ارس را به میزان یک درصد افزایش داد، این امر کارایی معادل توسعه 22 هزار هکتار آبیاری تحت‌فشار با راندمان کاربرد آب 67 درصد را خواهد داشت. بطورکلی برای جلوگیری از بروز بحران آبی و مدیریت پایدار منابع آب حوضه ارس، بایستی پیشبرد هر دو سیاست مذکور بصورت موازی مد نظر مسئولان امر قرار گیرد. اما در این راه بایستی راهکار اصلی را، ارتقای مدیریت سیستم­های آبیاری سطحی دانست و به توسعه و بهبود سامانه­های آبیاری تحت‌فشار صرفاً به عنوان یک راهکار کمکی نگریست

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of Development and Improvement Policies of Pressurized and Surface Irrigation Systems Using System Dynamics ;Case Study Aras Basin

نویسندگان [English]

  • Hossein , Molavi 1
  • Abodialmajid Liaghat 2
  • Bijan Nazari 3
1 PhD Student, Department of Irrigation Engineering, Agriculture and Natural Resources (Karaj), University of Tehran
2 Agricultural Engineering Research Institute (AERI), Karaj, Iran
3 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

In the future, planning and management practices for preventing water crisis are essential, because of population growth and more restrictions of water resources in frontier basins. The objectives of this study were to evaluate the effect of water resources management policies, including development and improvement of pressurized irrigation systems and improving management of surface irrigation systems, on the sustainability of agricultural and water resources in Aras basin. For this purpose, an integrated water resources management using system dynamics model was developed for Aras basin by considering economic and environmental aspects. These Policies were analyzed in the form of several scenarios. The results showed that 4000-ha annual development of pressurized irrigation systems would cause to increase basin efficiency only 2.5 percent until the year of 1420, regardless of improvement in water application efficiency. The effect of management improvement scenarios of surface irrigation systems was more than combined scenarios of development and improvement of pressurized irrigation systems in terms of water saving in Aras basin. So that the saving water by increasing one percent surface irrigation application efficiency is equal to water saving through development of 22000 hectare pressurized irrigation systems with application efficiency of 67 percent. In general, both the abovementioned policies should be performed together in order to prevent water crisis and sustainable management of water resources in Aras basin. In this regard, the improvement of surface irrigation systems should be considered as the main strategy and development and improvement of pressurized irrigation systems should be followed as an auxiliary strategy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Dynamic modeling
  • Management strategies
  • Pressurized Irrigation systems
  • Sustainable agriculture
  • water crisis
  • Water resources

منابع

بی­نام. 1392. بهنگام­سازی طرح جامع آب کشور در حوضه های ارس، ارومیه، تالش–تالاب انزلی، سفیدرود بزرگ، سفیدرود-هراز، هراز-قره سو، گرگانرود و اترک. جلدهای 38-47.

حافظ پرست، م.، ش. عراقی نژاد و س. شریف آذری. 1394. معیارهای پایداری در ارزیابی مدیریت یکپارچه منابع آب حوضه آبریز ارس بر اساس رویکرد .DPSIR نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک. 22(2): 61-77.

حسینی، س. ا. و ع. باقری. 1392. مدل­سازی پویایی سیستم منابع آب دشت مشهد برای تحلیل استراتژی­های توسعه پایدار. مجله آب و فاضلاب. 24(4): 28-39.

دفتر مطالعات پایه منابع آب ایران. 1395. بخش آمار و اطلاعات (آنلاین). قابل دسترس در http://www.wrm.ir.

علیزاده، ح. ع.، ع. م. لیاقت و ت. سهرابی. ارزیابی سناریوهای توسعه سیستم های آبیاری تحت فشار بر منابع آب زیرزمینی با استفاده ازمدل­سازی پویایی سیستم. نشریه حفاظت منابع آب و خاک. شماره 4. ص 1-15.

شهرستانی، ح. 1393. سازماندهی و مدیریت مصرف بهینه آب در بخش کشاورزی. فصلنامه نظام مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی. شماره 45. ص 37-41.

کوماسی­زاده ز.، ع. ر. فریدحسینی، ک. داوری، ا. علیزاده و ع. صلوی­تبار. 1392. مکانیزیم عرضه و تقاضای حوضه اترک از دیدگاه توسعه پایدار منابع آب. پنجمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران.

  1. لاری ع.، ج. مهرکار و م. س. پیشوایی. 1393. ارزیابی سیاست­های مواجهه با بحران حوضه آبریز «دریاچه ارومیه» با رویکرد پویایی­شناسی سیستم. نشریه علمی پژوهشی مدیریت فردا، شماره 40، ص 37-62.

نحوی­نیا، ج. 1393. تحلیل بهره‌وری  و پهنه‌بندی راندمان‌های آبیاری با مفاهیم جدید در برخی حوضه‌های ایران. دانشگاه تهران. رساله دکتری.

نظری، ب. 1392. مدل­سازی پویای شبکه­های آبیاری با رویکرد بهره­وری آب. دانشگاه تهران. رساله دکتری.

نظری، ب. و ع. لیاقت. 1394. گزارش کارشناسی تدوین برنامه ششم توسعه. معونت آب و خاک وزارت جهاد کشاورزی.

Ahmad, S. and D. Prashar. 2010. Evaluating municipal water conservation policies using a dynamic simulation model. Water Resources Management, 24(13), pp.3371-3395.

Dai, S., L., Li, H., Xu, X. Pan, and X. Li. 2013. A system dynamics approach for water resources policy analysis in arid land: a model for Manas River Basin. Journal of Arid Land, 5(1), pp.118-131.

Dastane, N. G., 1974. Effective Rain. FAO (Food and Agricultural Organization of the United Nations). Irrigation and Drainage, Paper, 25.

Doorenbos, J. and A. H. Kassam. 1979. Yield response to water. Irrigation and drainage paper 33, 257 p.

Elmahdi, A., Malano, H. and Etchells, T., 2007. Using system dynamics to model water-reallocation. The Environmentalist, 27(1), pp.3-12.

Kelly, R.A., Jakeman, A.J., Barreteau, O., Borsuk, M.E., ElSawah, S., Hamilton, S.H., Henriksen, H.J., Kuikka, S., Maier, H.R., Rizzoli, A.E. and van Delden, H. 2013. Selecting among five common modelling approaches for integrated environmental assessment and management. Environmental Modelling & Software, 47, pp.159-181.

Kijne, J. W., Barker, R. and Molden, D. J. 2003. Water productivity in agriculture: limits and opportunities for improvement. CabI Publication, USA, 332 p.

Kotir, J.H., Smith, C., Brown, G., Marshall, N. and Johnstone, R.. 2016. A system dynamics simulation model for sustainable water resources management and agricultural development in the Volta River Basin, Ghana. Science of the Total Environment, 573, pp.444-457.

Lulu, J., Sentelhas, P.C., Júnior, P., José, M., Pezzopane, J.R.M. and Blain, G.C., 2008. Estimating leaf wetness duration over turfgrass, and in a'Niagara Rosada'vineyard, in a subtropical environment. Scientia Agricola, 65(SPE), pp.10-17.

Madani, K. and Mariño, M.A. 2009. System dynamics analysis for managing Iran’s Zayandeh-Rud river basin. Water resources management, 23(11), pp.2163-2187.

Phocaides, A. 2000. Technical handbook on pressurized irrigation techniques. FAO, Rome, 196 p.

Saysel, A.K. and Barlas, Y. 2006. Model simplification and validation with indirect structure validity tests. System Dynamics Review, 22(3), pp.241-262.

Simonovic, S.P. and Rajasekaram, V. 2004. Integrated analyses of Canada's water resources: A system dynamics approach. Canadian Water Resources Journal, 29(4), pp.223-250.

Tofallis, C., 2015. A better measure of relative prediction accuracy for model selection and model estimation. Journal of the Operational Research Society, 66(8), pp.1352-1362.